地基承载力 标准贯入试验(标准化作业指导书)

公路工程试验检测中心有限公司
地基承载力（标准贯入试验）标准化作业指导书
一、依据的检测标准及技术要求
本作业指导书依据的检测标准及技术要求是：《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009版）中的“标准贯入试验”。

参考规范为：《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）。

二、适用范围
适用于砂土、粉土和一般粘性土。

三、试验目的
通过标准贯入试验得到标准贯入试验锤击数N值，并可对试验中取出的土样进行鉴别、记录，以辅助判断地基土的物理力学性质。

标准贯入试验并不能直接测定砂土、粉土和粘性土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力、砂土和粉土的液化、成桩的可能性等物理力学性质，而是通过与其他原位试验手段或室内试验成果进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能评价地基土的物理力学性质。

四、试验原理
标准贯入试验（SPT）（standard penetration test）实质上属于动力触探之一，所不同者，其触探头不是圆锥形探头，而是标准规格的圆筒形探头，称之为贯入器。

标准贯入试验就是利用一定的锤击动能，将一定规格的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土层中，根据打入土层中的贯入阻力，评定土层的变化和土的物理力学性质。

贯入阻力用贯入器贯入土层中的30cm的锤击数N表示，也称标贯击数。

五、仪器设备
标准贯入试验的设备主要由贯入器、钻杆和穿心锤三部分组成，设备规格见
表5.1。

表5.1 标准贯入试验设备规格
六、试验准备
6.1 收集和了解检测工程概况
检测任务开展前，应对受检工程进行现场调查，搜集其工程地质资料、施工记录等，对于各土层的岩性特征进行详细了解并记录。

6.1.1 项目名称，建设、设计、施工、监理单位名称等信息；
6.1.2 场地工程地质勘察报告。

内容应包括包括地貌、水文地质条件、土层分布等地质资料。

6.2 确认检测数量
6.2.1 按照设计文件和委托方的要求进行检测。

6.2.2 对于强夯地基均匀性检验，可采用标准贯入试验。

检验点的数量，按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）的规定，可根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定。

对于简单场地上的一般建筑物，按每400m2不少于一个检测点，且不少于3点；对于复杂场地和重要建筑地基，每300m2不少于1个检验点，且不少于3点。

6.3 制定检测方案
在开展现场检测工作之前，应根据具体检测项目制定检测方案。

6.4 仪器的检查
实施现场检测之前，务必对本次检测所需的检测仪器进行检查、调试。

检测用仪器设备必须由法定计量单位定期标定和年检，合格后方可使用。

七、操作规程
7.1 现场检测
7.1.1 标准贯入试验孔采用回旋钻进，并保持孔内水位略高于地下水位，保持孔底土处于平衡状态，不使孔底发生涌砂变松。

当孔壁不稳定时，可用泥浆护壁，钻至试验标高以上15cm处，清除孔底残土后再进行试验；
7.1.2 采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，保持贯入器、探杆、导向杆联接后的垂直度，锤击速率宜为15～30击/min；
7.1.3 贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。

当锤击数已到50击，而贯入深度未达30cm时，可记录50击的实际贯入深度，按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。

N=30×50/s
∆（7.1）式中：s
∆—50击时的贯入度（cm）。

7.1.4 标准贯入试验成果N可直接标在工程地质剖面图上，也可绘制单孔标准贯入击数N与深度关系曲线或直方图。

统计分层标贯击数平均值时，应剔除异常值。

7.2 原始记录
检测人员认真填写“标准贯入试验记录表”，复核人对“标准贯入试验记录表”的内容进行复核，重点对有否漏、错和不规范之处进行检查，待确认无误后签字，以示负责。

返回公司后，将“标准贯入试验记录表”妥善保存，和正式报告一并存档。

7.3 环境要求
常温，无雨、雪天气的现场环境。

八、数据处理
除判断砂土的密实度外，其余的应用方法如砂土、粉土和粘性土的强度、变形参数、地基土的承载力、单桩承载力等，都是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式，从而作出进一步评价。

8.1 判断砂土的密实度
对于砂土的密实度，应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散。

分类应符合表8.1的规定。

表8.1 砂土密实度分类
8.2 评定郑州市粉土承载力地基承载力
对于郑州市粉土，根据河南省建科院编制的《岩土工程勘察报告编制细则》，郑州市地基土的承载力水平与标准贯入试验锤击数实测值N的关系见表8.2。

表8.2 郑州市粉土地基承载力与标准贯入试验N值关系表
8.3 判断粘性土的稠度状态
对于粘性土的稠度状态，在国内，可按原冶金部武汉勘察公司149组资料统计的经验关系得到，如表8.3所示。

表8.3 粘性土标贯击数N和液性指数I L的经验关系
8.4 评定地基土的承载力
根据标准贯入试验评定地基土的承载力，要与荷载试验进行对比研究，提出经验公式。

8.4.1 《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）,对砂性土承载力标准值，列于表8.4，粘性土承载力标准值列于表8.5。

表8.4 标贯击数N与砂土承载力标准值f k(kPa)的关系
表8.5 标贯击数N与粘性土承载力标准值f k(kPa)的关系
需要特别注意的是：上表8.4、表8.5取自于《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）。

虽然承载力表使用方便，但也存在一些问题。

承载力表是用大量的试验数据通过统计分析得到的。

我国各地地质条件各异，用几张表格很难概括全国的规律，用查表法确定承载力，在大多数地区可能基本适合或偏保守，但也不排个别地区可能不安全。

此外，随着设计水平的提高和对工程质量要求的趋于严格，变形控制已是地基设计的重要原则。

因此，《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）已取消有关承载力表（表8.4、表8.5）的条文和附录，勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力。

根据标准贯入试验评定地基土的承载力时，表8.4、表8.5只可作为一种参考，不能直接引用。

8.4.2 国内很多单位基于当地实践提出了地区性经验公式，如表8.6所示，使用时注意地区性、土类的差异。

表8.6 国内N值与f k(kPa)经验关系
8.5 评定土的变形参数
用标贯试验评定土的变形参数有两种途径，一种是与平板载荷试验对比，得出变形模量E0,另一种是与室内压缩试验对比，得出压缩模量E S值。

国内一些勘察和研究单位建立的评价土的变形参数的经验关系式汇总于表8.7。

表8.7 标贯击数N与E0的经验关系式
8.6 预估单桩承载力
国家岩土工程勘察和地基基础设计规范没有关于利用标贯试验结果确定单桩的承载力规定，但当积累了大量工程经验后，可以用标贯击数来估计单桩承载力。

如北京勘察设计研究院提出估计单桩承载力的经验公式如下：
Q U=P b A p+(∑P h L c+∑P l L s)U+C1-C2x （8.1）式中，P b—桩尖以上和以下4D范围内N平均值换算的桩极限端承力(kPa)，见表
8.8；
P h、P l—桩身范围内粘性土、砂土N值换算的极限桩侧阻力(kPa)，见表8.8；
L c、L s—粘性土层、砂土层的桩段长度（m）；
U—桩截面周长（m）；
A p—桩截面面积（m2）；
C1—经验参数（kN），见表8.9；
C2—孔底虚土折减系数（kN/m），取18.1；
x—孔底虚土厚度，预制桩取x=0，当虚土厚度大于0.5 m时，取x=0.5，而端承力取0。

表8.8 标贯击数N与P b、P h和P l的关系表
附注：表8.8中P b、P h和P l的单位是(kPa)
表8.9 经验参数C1。